Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion

Qu'est-ce qu'un disjoncteur à vide et comment fonctionne-t-il

CRITÈRES ET LIMITES POUR UN ÉTAT SÛR

Version climatique et catégorie de placement U2 selon GOST 1550, conditions de fonctionnement dans ce cas :

  • altitude maximale jusqu'à 3000 m;
  • la valeur de fonctionnement supérieure de la température de l'air ambiant dans l'appareillage (KSO) est supposée être de plus 55 °C, la valeur effective de la température de l'air ambiant de l'appareillage et de KSO est de plus 40 °C ;
  • la valeur de travail inférieure de la température de l'air ambiant est de moins 40 °С ;
  • valeur supérieure de l'humidité relative de l'air 100 % à plus 25 °С ;
  • l'environnement est non explosif, ne contient pas de gaz et de vapeurs nocifs pour l'isolation, n'est pas saturé de poussières conductrices à des concentrations qui réduisent les paramètres de résistance électrique de l'isolation de l'interrupteur.

Position de travail dans l'espace - quelconque. Pour les versions 59, 60, 70, 71 - base vers le bas ou vers le haut. Les interrupteurs sont conçus pour fonctionner dans les opérations "O" et "B" et dans les cycles O - 0,3 s - VO - 15 s - VO ; O - 0,3 s - VO - 180 s - VO.
Les paramètres des contacts auxiliaires du disjoncteur sont donnés dans le Tableau 3.1.
En termes de résistance aux facteurs mécaniques externes, le disjoncteur correspond au groupe M 7 selon GOST 17516.1-90, tandis que le disjoncteur est opérationnel lorsqu'il est exposé à des vibrations sinusoïdales dans la plage de fréquences (0,5 * 100) Hz avec une amplitude d'accélération maximale de 10 m/s2 (1 q) et impacts multiples avec une accélération de 30 m/s2 (3 q).

Tableau 3.1 - Paramètres des contacts auxiliaires du disjoncteur

Nbre p/p

Paramètre

Valeur nominale

1

2

3

1

Tension de fonctionnement maximale, V (AC et DC)

400

2

Puissance de commutation maximale dans les circuits DC à t=1 ms, W

40

3

Puissance de commutation maximale dans les circuits AC
courant à cos j= 0,8, VA

40

4

Courant traversant maximal, A

4

5

Tension d'essai, V (CC)

1000

6

Résistance de contact, µOhm, pas plus

80

7

Ressource de commutation au courant de coupure maximal, cycles B-O

106

8

Durée de vie mécanique, cycles V-O

106

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Illustration 3.1

Les commutateurs répondent aux exigences de GOST687, IEC-56 et aux spécifications TU U 25123867.002-2000 (ainsi qu'ITEA 674152.002 TU ; TU U 13795314.001-95).
La dépendance de la durée de vie de commutation des disjoncteurs sur l'amplitude du courant à couper est illustrée à la fig. 3.1.

Les commutateurs répondent aux exigences de GOST 687, IEC-56 et aux spécifications TU U 25123867.002-2000 (ainsi qu'ITEA 674152.002 TU ; TU U 13795314.001-95).
La dépendance de la durée de vie de commutation des disjoncteurs sur l'amplitude du courant à couper est illustrée à la fig. 3.1.

Technologie de disjoncteur à vide.

Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
La ligne de couverture horizontale principale dans la "salle blanche". VI, Finchley, 1978.

La fabrication des chambres à arc sous vide a lieu dans des installations spéciales utilisant des technologies modernes - "salle blanche", fours sous vide, etc.

Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
Atelier de disjoncteurs à vide en Afrique du Sud, 1990

La fabrication d'une chambre à vide est un processus de fabrication de haute technologie. Après assemblage, les chambres du disjoncteur sont placées dans une étuve à vide, où elles sont scellées hermétiquement.

Quatre points principaux dans la fabrication d'une goulotte d'arc sous vide :

  1. vide complet
  2. calcul détaillé des paramètres électriques.
  3. système de contrôle d'arc
  4. matériel du groupe de contact

Quatre points clés dans la production de disjoncteurs à vide :

1. qualité de construction globale parfaite de l'appareil.
2. calcul précis des paramètres électromagnétiques de l'appareil. En cas d'erreurs dans la conception de l'appareil, des interférences électromagnétiques entre les sectionneurs sont possibles.
3. mécanisme. Il est nécessaire d'assurer une course courte du mécanisme et une faible consommation d'énergie. Par exemple, lors du passage à 38kV, la course requise du mécanisme est de 1/2″ et, en même temps, la consommation d'énergie ne dépasse pas 150 J.
4. Cordons de soudure parfaitement scellés.

Le dispositif d'une goulotte à arc sous vide classique.Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
chambre de coupure V8 15 kV (4 1/2″ dia.). Début des années 70.

La photo montre les principaux composants de la conception de la goulotte à arc sous vide.

Contrôle de l'arc électrique : champ magnétique radial.

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Cadre de prise de vue à grande vitesse (5000 images par seconde).
tampon de disjoncteur. diamètre 2".
Champ magnétique radial
31.5kArms 12kVrms.
Ce processus se produit en raison de l'auto-induction du champ magnétique radial (le vecteur de champ est dirigé le long de la direction radiale), ce qui crée un mouvement d'arc sur le contact électrique, tout en réduisant l'échauffement local du plot de contact.Le matériau des contacts doit être tel que l'arc électrique se déplace librement sur la surface. Tout cela permet de mettre en œuvre des courants de commutation jusqu'à 63 kA.

Contrôle d'arc : champ magnétique axial.

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Cadre de prise de vue à grande vitesse (9000 images par seconde).
Image du champ magnétique axial
40kArms 12kVrms

Le processus utilisant l'auto-induction du champ magnétique le long de l'axe de l'arc électrique ne permet pas à l'arc de rétrécir et protège le plot de contact de la surchauffe, en éliminant l'excès d'énergie. Dans ce cas, le matériau de la zone de contact ne doit pas contribuer au mouvement de l'arc le long de la surface de contact. Il est possible dans des conditions industrielles d'effectuer des commutations de courants supérieurs à 100 kA.

Un arc électrique dans le vide est le matériau des groupes de contact.Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
Cadre de prise de vue à grande vitesse (5000 images par seconde).
Image d'un tampon d'un diamètre de 35 mm.
Champ magnétique radial.
20kArms 12kVrms

Lorsque les contacts sont ouverts dans le vide, le métal s'évapore des surfaces de contact, ce qui forme un arc électrique. Dans ce cas, les propriétés de l'arc changent en fonction du matériau à partir duquel les contacts sont réalisés.

Paramètres recommandés des plaques de contact :

tension

produit

Conditions

1,2-15 kV

contacteur

Seuil minimum de déclenchement < 0,5 A
Résistance à l'usure mécanique - 3 000 000 fois
Corps sans couture

15-40kV

changer

haute rigidité diélectrique – (jusqu'à 200 kV à 12 mm)
haut pouvoir de coupure – (jusqu’à 100 kA)
Corps sans couture

132 kV et plus

changer

très haute tenue diélectrique – (jusqu'à 800 kV à 50 mm)
haut pouvoir de coupure – (jusqu’à 63kA)
Corps sans couture

matériaux

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Micrographie.

Initialement, un alliage de cuivre et de chrome était utilisé pour la fabrication de plaques de contact. Ce matériau a été développé et breveté par English Electric dans les années 1960. Aujourd'hui, c'est le métal le plus utilisé dans la production de chambres de soufflage sous vide.

Le principe de fonctionnement du mécanisme.

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Le mécanisme des disjoncteurs à vide est conçu de telle sorte que la quantité d'énergie dépensée pour la commutation ne joue aucun rôle - il y a un simple mouvement des contacts. Un réenclenchement automatique typique nécessite 150 à 200 joules d'énergie pour être contrôlé, contrairement à un interrupteur dorsal à isolation gazeuse qui nécessite 18 000 à 24 000 joules pour effectuer un changement. Ce fait a permis l'utilisation d'aimants permanents dans le travail.

Entraînement magnétique.

Le principe de fonctionnement de l'entraînement magnétique

Phase de repos La phase de mouvement est un modèle de mouvement.

Histoire des disjoncteurs à vide

Années 50. Histoire du développement: comment tout a commencé ...Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
L'un des premiers interrupteurs haute tension du réseau électrique principal. La photo montre un AEI de 132 kV, un disjoncteur à vide en fonctionnement à West Ham, Londres, depuis 1967. Ceci, comme la plupart des dispositifs similaires, a fonctionné jusque dans les années 1990.

Historique de développement : Disjoncteur sous vide 132kV VGL8.Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
- le résultat d'un développement conjoint de CEGB (Central Power Board - le principal fournisseur d'électricité en Angleterre) et de la General Electric Company.
- les six premiers appareils ont été mis en service dans la période 1967 - 1968.
- la tension est distribuée à l'aide de condensateurs connectés en parallèle et d'un mécanisme mobile complexe.
- chaque groupe est protégé par un isolateur en porcelaine et est pressurisé en gaz SF6.

Configuration du disjoncteur à vide "T" avec quatre chambres à arc à vide dans chaque groupe - respectivement, une série de 8 chambres à arc à vide est connectée par phase.

Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion

Historique de fonctionnement de cette machine :
— fonctionnement ininterrompu à Londres pendant 30 ans. Dans les années 1990, il a été retiré du service car inutile et démantelé.
- des disjoncteurs à vide de ce type ont été utilisés jusque dans les années 1980 à la centrale électrique de Tir John (Pays de Galles), après quoi, à la suite de la reconstruction du réseau, ils ont été démantelés dans le Devon.

Histoire du développement : problèmes des années 60.

Dans le même temps, parallèlement au développement des disjoncteurs à vide haute tension, les fabricants ont remplacé leurs disjoncteurs à huile et à air par des disjoncteurs SF6. Les commutateurs SF6 étaient plus simples et moins chers à utiliser pour les raisons suivantes :
- l'utilisation de 8 disjoncteurs à vide par phase dans les disjoncteurs à vide haute tension nécessite un mécanisme complexe pour assurer le fonctionnement simultané de 24 contacts dans un groupe.
- l'utilisation des disjoncteurs à huile existants n'était pas économiquement réalisable.

Vacuostat.

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Les disjoncteurs à vide ont d'abord utilisé les interrupteurs à vide de la série V3 et plus tard la série V4.
Les chambres d'arc sous vide de la série V3 ont été développées à l'origine pour être utilisées dans les réseaux de distribution triphasés, avec une tension de 12 kV. Néanmoins, ils ont été utilisés avec succès dans les circuits de traction électrique des locomotives électriques et les connexions dans le "droit de passage" - dans les réseaux monophasés, avec une tension de 25 kV.

Dispositif disjoncteur à vide :

Le disjoncteur à vide se compose d'une chambre principale de 7/8″ (22,2 mm) et d'une chambre supplémentaire de 3/8″ (9,5 mm) pour actionner les ressorts de contact.
— la vitesse moyenne de fermeture de la chambre est de 1-2 m/sec.
– vitesse moyenne d'ouverture de la chambre – 2-3 m/sec.

Alors, quels problèmes étaient abordés par les fabricants de disjoncteurs haute tension sous vide dans les années 60 ?

Premièrement, la tension de commutation des premiers disjoncteurs à vide est limitée à 17,5 ou 24 kV.
Deuxièmement, la technologie de l'époque nécessitait un grand nombre de chambres d'arc sous vide en série. Ceci, à son tour, impliquait l'utilisation de mécanismes complexes.
Un autre problème était que la production d'extincteurs à arc sous vide de cette époque était conçue pour de gros volumes de vente. Le développement d'appareils hautement spécialisés n'était pas économiquement réalisable.

Les modèles les plus courants

Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
Voici quelques-uns des modèles les plus courants VVE-M-10-20, VVE-M-10-40, VVTE-M-10-20, et la figure montre comment les déchiffrer et structure de la légende, puisque les modèles peuvent contenir jusqu'à 10 à 12 lettres et chiffres dans leur nom. Presque tous remplacent les disjoncteurs à huile obsolètes et peuvent fonctionner à la fois pour la commutation de circuits CA et CC.

La configuration, l'installation et la mise en service des disjoncteurs à vide haute tension est un processus laborieux, dont dépend directement tout fonctionnement ultérieur du système d'alimentation, ainsi que tous les éléments et équipements qui y sont connectés, il est donc préférable de mettre tous travailler sur les épaules d'un personnel qualifié en génie électrique.Le contrôle du disjoncteur à vide doit être effectué clairement et selon certaines commandes, la vie et la santé des personnes travaillant sur des équipements sous tension en dépendent.

Allumer l'interrupteur

L'état ouvert initial des contacts 1, 3 de la chambre d'arc sous vide du disjoncteur est assuré en agissant sur le contact mobile 3 du ressort d'ouverture 8 à travers l'isolateur de traction 4. Lorsque le signal "ON" est appliqué, le circuit l'unité de commande du disjoncteur génère une impulsion de tension de polarité positive, qui est appliquée aux bobines 9 des électroaimants. Dans le même temps, une force d'attraction électromagnétique apparaît dans l'entrefer du système magnétique qui, à mesure qu'elle augmente, surmonte la force des ressorts de déconnexion 8 et de précharge 5, à la suite de quoi, sous l'influence de la différence sous ces forces, l'armature de l'électroaimant 7 ainsi que les isolateurs de traction 4 et 2 au temps 1 commencent à se déplacer dans la direction du contact fixe 1, tout en comprimant le ressort d'ouverture 8.

Après la fermeture des contacts principaux (temps 2 sur les oscillogrammes), l'armature de l'électroaimant continue de monter, comprimant en outre le ressort de précharge 5. Le mouvement de l'armature se poursuit jusqu'à ce que l'écart de travail dans le système magnétique de l'électroaimant devienne égal à zéro (temps 2a sur les oscillogrammes). De plus, l'aimant annulaire 6 continue à stocker l'énergie magnétique nécessaire pour maintenir le disjoncteur en position fermée, et la bobine 9, lorsqu'elle atteint le temps 3, commence à se désexciter, après quoi l'entraînement est préparé pour l'opération d'ouverture. Ainsi, l'interrupteur devient sur un verrou magnétique, c'est-à-dire l'alimentation de commande pour maintenir les contacts 1 et 3 en position fermée n'est pas consommée.

Lors du processus de mise en marche de l'interrupteur, la plaque 11, qui est incluse dans la fente de l'arbre 10, fait tourner cet arbre, déplaçant l'aimant permanent 12 installé dessus et assurant le fonctionnement des interrupteurs à lames 13, qui commutent l'extérieur circuits auxiliaires.

Histoire de la création

Le premier développement de disjoncteurs à vide a commencé dans les années 30 du XXe siècle, les modèles actuels pouvaient couper les petits courants à des tensions allant jusqu'à 40 kV. Des disjoncteurs à vide suffisamment puissants n'ont pas été créés au cours de ces années en raison de l'imperfection de la technologie de fabrication des équipements de vide et, surtout, des difficultés techniques qui se posaient à l'époque pour maintenir un vide poussé dans une chambre étanche.

Un vaste programme de recherche a dû être mené afin de créer des chambres d'arc sous vide fiables et capables de couper les courants élevés à haute tension du réseau électrique. Au cours de ces travaux, vers 1957, les principaux processus physiques se produisant lors de la combustion à l'arc dans le vide ont été identifiés et expliqués scientifiquement.

Le passage de prototypes uniques de disjoncteurs à vide à leur production industrielle en série a pris encore deux décennies, car il a nécessité des recherches et des développements intensifs supplémentaires visant, en particulier, à trouver un moyen efficace d'éviter les surtensions de commutation dangereuses dues à une interruption prématurée du courant à son passage par zéro naturel, à la résolution de problèmes complexes liés à la distribution de tension et à la contamination des surfaces internes des pièces isolantes par des vapeurs métalliques déposées sur celles-ci, aux problèmes de blindage et à la création de nouveaux soufflets très fiables, etc.

A l'heure actuelle, la production industrielle de disjoncteurs à vide ultra-rapides très fiables capables de couper des courants élevés dans les réseaux électriques moyenne (6, 10, 35 kV) et haute tension (jusqu'à 220 kV inclus) est lancée dans le monde.

L'appareil et la conception du disjoncteur à air

Considérez comment le disjoncteur à air est agencé en utilisant l'exemple d'un interrupteur de puissance VVB, son schéma structurel simplifié est présenté ci-dessous.

Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
Conception typique des disjoncteurs à air de la série VVB

Désignations :

  • A - Récepteur, un réservoir dans lequel de l'air est pompé jusqu'à ce qu'un niveau de pression correspondant à celui nominal se forme.
  • B - Cuve métallique de la chambre de soufflage.
  • C - Bride d'extrémité.
  • D - Condensateur diviseur de tension (non utilisé dans les conceptions modernes de commutateurs).
  • E - Tige de montage du groupe de contacts mobiles.
  • F - Isolateur en porcelaine.
  • G - Contact d'arc supplémentaire pour shuntage.
  • H - Résistance shunt.
  • I - Soupape de jet d'air.
  • J - Conduit d'impulsion.
  • K - Alimentation principale du mélange d'air.
  • L - Groupe de soupapes.

Comme vous pouvez le voir, dans cette série, le groupe de contact (E, G), le mécanisme marche / arrêt et la vanne de soufflage (I) sont enfermés dans un conteneur métallique (B). Le réservoir lui-même est rempli d'un mélange d'air comprimé. Les pôles de l'interrupteur sont séparés par un isolant intermédiaire. Étant donné qu'une haute tension est présente sur le navire, la protection de la colonne de support revêt une importance particulière. Il est fabriqué à l'aide de "chemises" en porcelaine isolante.

Le mélange d'air est amené par deux conduits d'air K et J. Le premier principal sert à pomper l'air dans le réservoir, le second fonctionne en mode pulsé (fournit le mélange d'air lorsque le commuter les contacts et se réinitialise lorsque fermeture).

Quelle est la situation aujourd'hui ?

Les avancées scientifiques obtenues au cours des quarante dernières années ont permis de combiner, dans la production d'un sectionneur à vide, des chambres pour 38 kV et 72/84 kV en une seule. La tension maximale possible sur un sectionneur atteint aujourd'hui 145 kV - ainsi, le niveau élevé de tension de commutation et la faible consommation d'énergie permettent l'utilisation d'appareils fiables et peu coûteux.Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion

Le disjoncteur sur la photo de gauche est conçu pour fonctionner sous une tension de 95 kV, et sur la photo de droite, il est conçu pour fonctionner sous une tension de 250 kV. Les deux appareils ont la même longueur. Un tel progrès est devenu possible grâce à l'amélioration des matériaux dont sont constituées les surfaces de contact électrique.

Problèmes qui apparaissent lors de l'utilisation de disjoncteurs à vide sur des réseaux à tension plus élevée :
L'opération nécessite des dimensions physiquement importantes de la chambre à vide, ce qui entraîne une réduction de la productivité et une détérioration de la qualité de traitement des chambres elles-mêmes.
L'augmentation des dimensions physiques du dispositif augmente les exigences pour assurer l'étanchéité du dispositif lui-même et pour le contrôle du processus de production.
Un espace long (supérieur à 24 mm) entre les contacts affecte la capacité de contrôler l'arc avec un champ magnétique radial et axial et réduit les performances de l'appareil.
Les matériaux utilisés aujourd'hui pour la fabrication des contacts sont conçus pour des valeurs de moyenne tension. Pour travailler à des écarts aussi importants entre les contacts, il est nécessaire de développer de nouveaux matériaux.
La présence de rayons X doit être prise en compte.

En relation avec le dernier point, quelques faits supplémentaires doivent être notés :

Lorsque le contacteur est éteint, il n'y a pas d'émission de rayons X.
Aux moyennes tensions (jusqu'à 38 kV), le rayonnement X est nul ou négligeable. En règle générale, dans les interrupteurs de tension jusqu'à 38 kV, le rayonnement X n'apparaît qu'aux tensions d'essai.
Dès que la tension dans le système monte à 145 kV, la puissance du rayonnement X augmente et ici, il est déjà nécessaire de résoudre des problèmes de sécurité.
La question à laquelle sont confrontés les concepteurs d'interrupteurs à vide est maintenant de savoir quelle sera l'exposition à l'espace environnant et comment cela affectera les polymères et l'électronique qui sont montés directement sur l'interrupteur lui-même.

Aujourd'hui.Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
Vide disjoncteur haute tension, conçu pour un fonctionnement à 145 kV.

Goulotte à arc sous vide moderne.Disjoncteur à vide: dispositif et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion

La réalisation d'une ampoule à vide conçue pour fonctionner dans des réseaux 145 kV simplifie grandement la réalisation d'un disjoncteur à vide 300 kV. avec deux discontinuités par phase.Cependant, de telles valeurs de tension élevées imposent leurs propres exigences sur le matériau des contacts et les méthodes de contrôle de l'arc électrique. Conclusion :
Technologiquement, la production industrielle et l'exploitation de disjoncteurs à vide sur des réseaux avec une tension jusqu'à 145 kV sont possibles.
En utilisant uniquement les technologies connues aujourd'hui, il est possible de faire fonctionner des interrupteurs sous vide sur des réseaux jusqu'à 300-400 kV.
Aujourd'hui, il existe de sérieux problèmes techniques qui ne permettent pas l'utilisation d'ampoules sous vide sur des réseaux supérieurs à 400 kV dans un avenir proche. Cependant, des travaux dans ce sens sont en cours, l'objectif de ces travaux est la réalisation de chambres d'arc sous vide pour un fonctionnement sur des réseaux jusqu'à 750 kV.
À ce jour, il n'y a pas de gros problèmes lors de l'utilisation de chambres d'arc sous vide sur les lignes principales. Les disjoncteurs à vide, depuis 30 ans, sont utilisés avec succès dans transport de courant sur les réseaux de tension jusqu'à 132kV.

Purgeurs thermostatiques (capsulaires)

Le principe de fonctionnement d'un purgeur thermostatique est basé sur la différence de température entre la vapeur et le condensat.

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L'élément de travail d'un purgeur thermostatique est une capsule avec un siège situé dans la partie inférieure, qui agit comme un mécanisme de verrouillage. La capsule est fixée dans le corps du purgeur, avec le disque situé directement au-dessus du siège, à la sortie du purgeur. À froid, il y a un espace entre le disque de la capsule et le siège pour permettre au condensat, à l'air et aux autres gaz non condensables de sortir du piège sans entrave.

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Lorsqu'elle est chauffée, la composition spéciale de la capsule se dilate, agissant sur le disque qui, une fois dilaté, tombe sur la selle, empêchant la vapeur de s'échapper. Ce type de purgeur de vapeur, en plus de l'élimination des condensats, vous permet également d'éliminer l'air et les gaz du système, c'est-à-dire d'être utilisé comme évent pour les systèmes à vapeur. Il existe trois variantes de capsules thermostatiques qui vous permettent d'éliminer le condensat à une température de 5°C, 10°C ou 30°C en dessous de la température de vaporisation.

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Principaux modèles de purgeurs thermostatiques : TH13A, TH21, TH32Y, TSS22, TSW22, TH35/2, TH36, TSS6, TSS7.

Champ d'application

Si les premiers modèles, sortis en URSS, prévoyaient d'éteindre des charges relativement faibles en raison de l'imperfection de conception de la chambre à vide et des caractéristiques techniques des contacts, les modèles modernes peuvent se vanter d'un matériau de surface beaucoup plus résistant à la chaleur et durable . Cela permet d'installer de telles unités de commutation dans presque toutes les branches de l'industrie et de l'économie nationale. Aujourd'hui, les disjoncteurs à vide sont utilisés dans les domaines suivants :

  • Dans les installations de distribution électrique des centrales électriques et des sous-stations de distribution ;
  • En métallurgie pour l'alimentation des transformateurs de fours alimentant les équipements sidérurgiques ;
  • Dans les industries pétrolières, gazières et chimiques aux points de pompage, points de commutation et sous-stations de transformation ;
  • Pour l'exploitation des circuits primaires et secondaires des sous-stations de traction dans le transport ferroviaire, alimente les équipements auxiliaires et les consommateurs hors traction ;
  • Dans les entreprises minières pour alimenter des moissonneuses-batteuses, des excavatrices et d'autres types d'équipements lourds à partir de sous-stations de transformation complètes.

Dans tous les secteurs de l'économie ci-dessus, les disjoncteurs à vide remplacent partout les modèles à huile et à air obsolètes.

Principe d'opération

Le disjoncteur à vide (10 kV, 6 kV, 35 kV - peu importe) a un certain principe de fonctionnement. Lorsque les contacts s'ouvrent, dans l'espace (dans le vide), le courant de commutation crée une décharge électrique - un arc. Son existence est soutenue par l'évaporation du métal de la surface des contacts eux-mêmes dans l'espace avec le vide. Le plasma formé de vapeurs de métal ionisé est un élément conducteur. Il maintient les conditions de circulation du courant électrique. Au moment où la courbe de courant alternatif passe par zéro, l'arc électrique commence à s'éteindre, et la vapeur métallique rétablit quasi instantanément (en dix microsecondes) la force électrique du vide en se condensant sur les surfaces de contact et à l'intérieur de l'arc chute. A ce moment, la tension est rétablie sur les contacts, qui à ce moment-là avaient déjà divorcé. S'il reste des zones locales surchauffées après le rétablissement de la tension, elles peuvent devenir des sources d'émission de particules chargées, ce qui provoquera une panne de vide et un flux de courant. Pour ce faire, le contrôle de l'arc est utilisé, le flux de chaleur est réparti uniformément sur les contacts.

Un disjoncteur à vide, dont le prix dépend du fabricant, en raison de ses propriétés de performance, peut économiser une quantité importante de ressources. Selon la tension, le fabricant, l'isolation, les prix peuvent varier de 1500 c.u. jusqu'à 10000 cu.

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Spécifications de l'appareil

Les appareils qui coupent la charge en ouvrant le circuit électrique ont des caractéristiques techniques différentes

Tous sont importants et deviennent décisifs lors du choix d'une unité adaptée à l'achat et de son installation ultérieure.

L'indicateur de tension nominale reflète la tension de fonctionnement de l'appareil électrique, pour lequel il a été conçu à l'origine par le fabricant.

La valeur de tension de fonctionnement maximale indique la haute tension admissible la plus élevée possible à laquelle le disjoncteur est capable de fonctionner en mode normal sans compromettre ses performances. Habituellement, ce chiffre dépasse la taille de la tension nominale de 5 à 20%.

Le flux de courant électrique, pendant le passage duquel le niveau de chauffage du revêtement isolant et des parties du conducteur n'interfère pas avec le fonctionnement normal du système et peut être soutenu par tous les éléments pendant une durée illimitée, est appelé le nominal courant. Sa valeur doit être prise en compte lors du choix et de l'achat d'un interrupteur de charge.

La valeur du courant traversant des limites admissibles indique la quantité de courant traversant le réseau en mode court-circuit que l'interrupteur de charge installé dans le système peut supporter.

Le courant de résistance électrodynamique reflète l'amplitude du courant de court-circuit qui, agissant sur l'appareil pendant les premières périodes, n'a aucun effet négatif sur celui-ci et ne l'endommage en aucune façon mécaniquement.

Le courant de tenue thermique détermine le niveau de courant limite dont l'action d'échauffement pendant un certain temps n'inhibe pas l'interrupteur-sectionneur.

La mise en œuvre technique du variateur et les paramètres physiques des appareils, qui déterminent la taille et le poids globaux de l'appareil, sont également très importants. En vous concentrant sur eux, vous pouvez comprendre où il sera plus pratique de placer les appareils afin qu'ils fonctionnent correctement et exécutent clairement leurs tâches.

Parmi les qualités positives inconditionnelles des dispositifs chargés de déconnecter la charge figurent les positions suivantes:

  • simplicité et disponibilité dans la fabrication;
  • mode de fonctionnement élémentaire;
  • très faible coût du produit fini par rapport aux autres types d'interrupteurs ;
  • possibilité d'activation/désactivation confortable des courants nominaux des charges ;
  • écart entre les contacts visible à l'œil, assurant une sécurité totale de tout travail sur les lignes de départ (l'installation d'un sectionneur supplémentaire n'est pas nécessaire) ;
  • protection peu coûteuse contre les surintensités au moyen de fusibles, généralement remplis de sable de quartz (type PKT, PK, PT).

Parmi les inconvénients des interrupteurs de tous types, la possibilité de commuter uniquement les puissances nominales, sans travailler avec des courants de secours, est le plus souvent mentionnée.

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Malgré le faible coût et la faible maintenance, les modules d'autogaz sont considérés comme obsolètes et lors de la maintenance planifiée ou lors de la reconstruction des réseaux et des sous-stations, ils sont délibérément remplacés par des éléments de vide plus modernes.

On reproche généralement aux modules autogaz une durée de vie limitée en raison de l'épuisement progressif des pièces internes qui génèrent du gaz dans la chambre de soufflage.

Cependant, ce moment peut être complètement résolu, et avec peu d'argent, car les éléments de génération de gaz et les contacts appariés conçus pour l'absorption d'arc sont très peu coûteux et peuvent être facilement remplacés, non seulement par des professionnels, mais également par des travailleurs peu qualifiés.

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